在汽車電子電氣架構(gòu)中，網(wǎng)關(guān)是一個(gè)至關(guān)重要的組件。它就像是汽車內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的“翻譯官”，負(fù)責(zé)在不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換以及故障診斷等工作。網(wǎng)關(guān)的存在使得數(shù)據(jù)能夠在車輛內(nèi)部的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)中安全可靠地進(jìn)行傳輸，這對(duì)于確保車輛的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

一.網(wǎng)關(guān)的主要功能

1.協(xié)議轉(zhuǎn)換

網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同結(jié)構(gòu)特征的總線網(wǎng)絡(luò)和其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換，使得數(shù)據(jù)能夠在不同的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中流通。

2.數(shù)據(jù)交換

網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)在各個(gè)網(wǎng)絡(luò)段之間路由信號(hào)和消息，以控制路由定時(shí)。它能夠確保ECU能夠獲得正確操作車輛所需的信息。

3.故障診斷

網(wǎng)關(guān)還承擔(dān)著故障診斷的任務(wù)，能夠在數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)現(xiàn)并報(bào)告錯(cuò)誤，從而保障網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4.網(wǎng)絡(luò)安全

網(wǎng)關(guān)是汽車網(wǎng)絡(luò)安全的一道“防火墻”，可以大幅減少網(wǎng)絡(luò)攻擊的風(fēng)險(xiǎn)。它通過物理隔離和協(xié)議轉(zhuǎn)換，防止車輛被盜和重要信息丟失。

5.信號(hào)路由和網(wǎng)絡(luò)管理

網(wǎng)關(guān)具有轉(zhuǎn)發(fā)消息的功能，對(duì)總線消息狀態(tài)做好診斷；實(shí)現(xiàn)信號(hào)在不同消息間的映射；進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控和統(tǒng)計(jì)、錯(cuò)誤處理、睡眠喚醒等。

二.網(wǎng)關(guān)的種類

根據(jù)其功能和安裝位置，網(wǎng)關(guān)可以分為中央網(wǎng)關(guān)和局域網(wǎng)關(guān)。中央網(wǎng)關(guān)可以在發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和駕駛輔助系統(tǒng)等多個(gè)居于之間進(jìn)行可靠的數(shù)據(jù)傳輸，而局域網(wǎng)關(guān)則負(fù)責(zé)其負(fù)責(zé)的域內(nèi)的控制單元(ECU)的數(shù)據(jù)傳輸。

三.網(wǎng)關(guān)的發(fā)展趨勢(shì)

隨著汽車智能化、網(wǎng)聯(lián)化的快速發(fā)展，網(wǎng)關(guān)的功能也在不斷提升。例如，新一代的車內(nèi)核心網(wǎng)關(guān)需要具備高性能處理能力，以支持高帶寬的汽車應(yīng)用程序和關(guān)鍵的安全功能。此外，中國(guó)芯也正在逐步“出線”，例如芯馳科技與一汽集團(tuán)研發(fā)總院合作開發(fā)的G9X中央網(wǎng)關(guān)芯片，這款芯片不僅能夠處理異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸和交互，還內(nèi)置了HSM，支持安全啟動(dòng)、OTA、V2X等多種未來車載安全應(yīng)用的需求。

四.汽車網(wǎng)關(guān)的作用

汽車網(wǎng)關(guān)在汽車電子電氣架構(gòu)中扮演著核心部件的角色，它是車內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的樞紐，承擔(dān)著數(shù)據(jù)傳輸、安全防控、遠(yuǎn)程診斷等功能。以下是汽車網(wǎng)關(guān)的主要作用：

1. 數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理

汽車網(wǎng)關(guān)負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)不同結(jié)構(gòu)特征的CAN總線網(wǎng)絡(luò)和其他數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的協(xié)議轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)交換、故障診斷等工作。它確保了ECU能夠獲得正確操作車輛所需的信息，順暢的數(shù)據(jù)傳輸對(duì)于車輛的正常運(yùn)行至關(guān)重要。網(wǎng)關(guān)必須以低延遲和低抖動(dòng)提供任何到任何網(wǎng)絡(luò)的通信。

2. 協(xié)調(diào)和優(yōu)先級(jí)設(shè)定

網(wǎng)關(guān)協(xié)調(diào)各個(gè)模塊之間的信息傳輸，對(duì)于各個(gè)電腦模塊所發(fā)送的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)的輕重，進(jìn)行優(yōu)先選派原則。這是因?yàn)檐囕v中各個(gè)模塊所屬的總線傳輸速度不一樣，所以在信息交換的時(shí)候，網(wǎng)關(guān)會(huì)對(duì)其發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行增加傳輸速度或減少傳輸速度，以確保數(shù)據(jù)的及時(shí)傳遞。

3. 安全防控和遠(yuǎn)程診斷

網(wǎng)關(guān)作為防火墻，控制外部接口（如互聯(lián)網(wǎng)）對(duì)車輛內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的訪問，控制車輛網(wǎng)絡(luò)中哪些節(jié)點(diǎn)可以相互通信。此外，網(wǎng)關(guān)還提供功能域隔離，例如，在不可信的信息娛樂系統(tǒng)和可信的安全關(guān)鍵系統(tǒng)之間。它還負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與統(tǒng)計(jì)，錯(cuò)誤處理、休眠喚醒等工作，有助于車輛的遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)。

4. 信號(hào)路由和錯(cuò)誤糾正

網(wǎng)關(guān)具有轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文的功能，并對(duì)總線報(bào)文狀態(tài)進(jìn)行診斷。它實(shí)現(xiàn)信號(hào)在不同報(bào)文間的映射，這對(duì)于不同模塊之間的通信至關(guān)重要。網(wǎng)關(guān)是協(xié)調(diào)這些模塊之間的正常通信，并糾正大多數(shù)錯(cuò)誤的信號(hào)，避免了通信混亂。

5. 總線技術(shù)的關(guān)鍵角色

網(wǎng)關(guān)使用的網(wǎng)關(guān)電腦，也就是總線技術(shù)。網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)負(fù)責(zé)接收來自車輛的各種信號(hào)，那些不能被計(jì)算機(jī)直接接收的信號(hào)可以被網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)接收。網(wǎng)關(guān)計(jì)算機(jī)在汽車和網(wǎng)絡(luò)中起著關(guān)鍵作用，它的安裝位置大多在儀表電腦后面。

綜上所述，汽車網(wǎng)關(guān)作用是多方面的，在汽車電子電氣架構(gòu)中扮演著舉足輕重的角色，它的作用不僅負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸和網(wǎng)絡(luò)管理，還承擔(dān)著安全防控、遠(yuǎn)程診斷、信號(hào)路由和錯(cuò)誤糾正的任務(wù)，更是保障車輛網(wǎng)絡(luò)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵組件。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們期待汽車網(wǎng)關(guān)在未來能夠帶來更多的創(chuàng)新和突破。